LncRNA HOTAIR促进原发性骨髓纤维化肿瘤细胞增殖机制的研究

Primary myelofibrosis (PMF) presents very poor quality of survival and prognosis, with limited treatment strategies. Recent studies demonstrate that epigenetics is involved in the clonal formulation and prognosis of PMF. LncRNA HOTAIR is a key factor of epigenetics regulating DNA methylation and expression of MEG3, DNMT1, etc., and it was shown over-expressed in various human cancers. Our previous work has shown HOTAIR over-expressed in PMF phenotype mice and TGF-β1 stimulated HS-5 cell line, but the mechanism is still of ambiguity. In this project, the molecular mechanism of HOTAIR in the proliferation of PMF is going to be studied through DNMT1/MEG3/p53 pathway in HS-5 cell line. The positioning, dynamic change of HOTAIR in PMF phenotype mice will also be clarified. HOTAIR expression will also be studied to explore whether it is a potential marker of disease staging, therapeutic effect monitoring and prognosis of PMF. Further observation will be established to clarify the miRNA-148-3p (the biding site of HOTAIR and miR-148b) in reversing myelofibrosis through targeting HOTAIR, which will provide a new insight into molecular mechanisms of treatment.

原发性骨髓纤维化(PMF)预后差，现有治疗手段十分局限。近期研究表明，表观遗传学参与了PMF早期肿瘤克隆的形成，并与预后相关。LncRNA(长链非编码RNA)HOTAIR是调控MEG3、DNMT1等基因甲基化和表达的重要表观遗传学因子，已被证实在多种实体肿瘤中高表达。前期工作发现PMF小鼠模型及TGF-β1刺激的骨髓基质细胞系HS-5中均存在HOTAIR的高表达，但其调控PMF增殖的机制尚不明确。本项目拟以HS-5、PMF小鼠、PMF患者为研究对象，揭示HOTAIR是否通过DNMT1/MEG3/p53通路促进粒/单核细胞及纤维细胞增殖，以及HOTAIR是否可以作为PMF患者疾病分期、疗效及预后判断的有效预测指标，进一步探究miR-148b-3p(HOTAIR与miR-148b的结合区域)能否通过调控HOTAIR逆转骨髓纤维化，为PMF靶向治疗及疗效监测提供新的研究思路和理论依据。

本项目工作主要是阐述炎症因子、LncRNA、甲基化相关信号通路在原发性骨髓纤维化发生机制的作用。项目针对上述研究目标分别从细胞系、JAK2突变小鼠及PMF患病人群三个层面进行了相关内容研究，本研究发现LncRNA HOTAIR表达增加可以促进纤维化水平，其作用的信号通路之一是DNMT1/MEG3/p53。小分子miR-148b-3p（可以与HOTAIR结合）可以抑制HOTAIR并降低纤维化水平。去甲基化药物地西他滨也可通过作用于DNMT1/MEG3/p53信号通路并降低HS-5细胞分泌α-SMA水平。原发性骨髓纤维化患者除了驱动突变以外还有较高的ASXL1突变的比例，本项目获取了ASXL1基因在PMF患者中的突变频率，以及不同亚组PMF患者及临床、生存数据。在JAK2突变小鼠进行体内试验，说明了ASXL1敲降后单核巨噬细胞的异常调控、M2型巨噬细胞显著增加，脾脏增大更为明显以及骨髓纤维化程度加重。在炎症因子调控骨髓纤维化的发生机制研究初步结果表明，巨噬细胞内敲降IL-10（免疫抑制因子），可导致JAK2突变小鼠骨髓、脾脏内M2型巨噬细胞显著增多、骨髓纤维化程度加重。上述机制的明确可以为原发或继发性骨髓纤维化的治疗手段起到积极的提示作用。本研究阐述了甲基化相关信号通路在PMF发生发展中的作用，因此提示在髓系肿瘤应用较广泛的去甲基化药物（如地西他滨、阿扎胞苷）在PMF治疗中可以单药或者联合使用，用于改善PMF患者的体质性症状以及减少输血依赖、血细胞减少相关的并发症；本研究还以及能够作用于LncRNA HOTAIR的小分子药物也可能在未来PMF或其他髓系肿瘤的治疗中取得单药或者联合用药的效果。